CN106624305A - 一种粉末等离子堆焊内孔枪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种粉末等离子堆焊内孔枪，属于等离子堆焊技术领域。它解决了现有的粉末等离子堆焊内孔枪冷却效果差的问题。本粉末等离子堆焊内孔枪包括：上枪体、下枪体以及保护罩；等离子通道，其从上枪体的外表面穿入并由下枪体的下端导出；钨针，其上端固定于上枪体上，钨针的下端穿设于等离子通道内；保护气通道，其从下枪体的外表面穿入并由下枪体导入至保护罩内；粉末通道，其从下枪体的外表面导入并由下枪体的下端导出，粉末通道为两条，两条粉末通道分别设置于等离子通道两侧；冷却水通道，其分别设置于上枪体、下枪体以及保护罩上，冷却水通道用于冷却水的流通。本粉末等离子堆焊内孔枪具有制造成本低、冷却效果好的优点。
Description
技术领域
本发明属于等离子堆焊技术领域，涉及一种粉末等离子堆焊内孔枪。
背景技术
粉末等离子弧堆焊技术作为表面强化的一种方法，通过在零件表面熔覆一层具有特殊性能的合金粉末来提高零件表面耐磨损、耐腐蚀性能，从而延长其使用寿命。该技术具有温度高、稀释率低、可控性好等优点，广泛用于航空航天、船舶、阀门、矿山机械、螺杆等行业。
目前主流的等离子粉末堆焊枪多为通过螺钉紧固的拼装型焊枪，为了使上下枪体不导电，就必须对紧固螺钉进行绝缘，这样势必增大焊枪体积，而且枪体的高度很难压缩，故这种类型的枪不适用于小内孔的堆焊。也有人进行过小内孔焊枪的设计，例如授权公告号为CN 203484793 U的实用新型公开的一种新型小内孔等离子粉末堆焊枪，其包括上枪体、绝缘体、下枪体，三部分由加长压铸枪体包裹铸为一体，下枪体的下端设有喷嘴和气体保护罩；钨针由钨针夹锁紧固定，贯穿上下枪体；下枪体内设有水冷通道、环形粉通道、环型气体通道依次由内到外排列；下枪体上部并列设有粉管通道、进水通道、出水通道和气体通道。但该方案存在以下技术问题：1、其冷却通道未延伸至喷嘴内，导致其工作时产生的高温导致喷嘴变形，从而影响焊枪的堆焊效果；2、上枪体、绝缘体、下枪体三者通过压铸枪体铸为一体，导致整体体积大，结构松散，增加了制造成本。
综上所述，为解决现有等离子粉末堆焊枪结构上的不足，需要设计一种制造成本低、冷却效果好的粉末等离子堆焊内孔枪。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种制造成本低、冷却效果好的粉末等离子堆焊内孔枪。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种粉末等离子堆焊内孔枪，包括：
上枪体；
下枪体，其设置于上枪体的下方；
保护罩，其螺纹连接于下枪体上；
等离子通道，其从上枪体的外表面穿入并由下枪体的下端导出，所述等离子通道位于上枪体和下枪体的中心；
钨针，其上端固定于上枪体上，钨针的下端穿设于等离子通道内；
保护气通道，其从下枪体的外表面穿入并由下枪体导入至保护罩内；
粉末通道，其从下枪体的外表面导入并由下枪体的下端导出，所述粉末通道为两条，两条粉末通道分别设置于等离子通道两侧；
冷却水通道，其分别设置于上枪体、下枪体以及保护罩上，所述冷却水通道用于冷却水的流通。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在下枪体的下端设置有喷嘴且喷嘴位于下枪体和保护罩之间，所述等离子通道穿过下枪体并通过喷嘴导出，保护气通道的出口位于喷嘴和保护罩两者隔开所形成的间隙内，两粉末通道均贯穿喷嘴且两粉末通道的出口分别设置于等离子通道的两侧，在喷嘴内开设有与下枪体相通的冷却水通道。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在上枪体的外表面开设有进气孔，在下枪体上的中部开设有与进气孔相通的导气孔，导气孔向下延伸至喷嘴且在喷嘴上开设有与导气孔相通并贯穿喷嘴的出气孔，所述进气孔、导气孔以及出气孔三者连通并形成所述的等离子通道。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在下枪体的外表面上开设有进粉孔，在下枪体内开设有两个与进粉孔相通的导粉孔，在下枪体内开设有与进粉孔相通的环形槽，两导粉孔均位于环形槽内并与环形槽相通，在喷嘴上开设有与两导粉孔一一对应的两出粉孔，进粉孔、导粉孔以及出粉孔三者相通并形成所述的粉末通道。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，两出粉孔分别设置于喷嘴的两侧且两出粉孔的轴心线均与喷嘴的轴心线成一定角度。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在下枪体的外表面上开设有第二进气孔且在下枪体上开设有与第二进气孔相通的第二导气孔，喷嘴和保护罩两者隔开形成有出气腔室，第二导气孔的出口延伸至出气腔室内，第二进气孔、第二导气孔以及出气腔室三者相通并形成所述的保护气通道。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在上枪体、下枪体以及保护罩上分别开设有相通的进水孔和出水孔。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在上枪体和下枪体之间设置有绝缘体，上枪体和下枪体分别螺纹连接于绝缘体的两端，在绝缘体和上枪体两者之间形成有环形腔室，所述进气孔和导气孔均与环形腔室相通。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在上枪体上设置有安装套，在安装套内开设有安装孔且在安装孔内设置有钨针夹头，钨针的上端卡设于钨针夹头上，钨针的下端穿过上枪体和绝缘体并穿设于导气孔内。
在上述的一种粉末等离子堆焊内孔枪中，在钨针上套设有定心套，在定心套的外表面均匀环绕且轴向开设有多个导气槽，当定心套安装于导气孔内时，导流槽和导气孔的内壁合围而形成有导流腔室，所述导流腔室的两端分别与环形腔室和出气孔相通。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
1、本发明包括上枪体、下枪体以及保护罩三者轴向设置且三者两两连接紧凑，结构简单，其制造成本低，同时，等离子气通道、保护气通道、冷却水通道以及粉末通道均匀分布在是三者上，优化了焊枪的结构。
2、在上枪体、下枪体以及保护罩上均设置有冷却水通道，冷却水通过冷却水通道在上枪体、下枪体以及保护罩内的流通，从而能对三者进行有效的降温，使得本发明具有较好的堆焊精度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A的剖视图。
图3是图1中B-B的剖视图。
图4是本发明一较佳实施例中下枪体的俯视图。
图5是本发明一较佳实施例中喷嘴的结构示意图。
图6是本发明一较佳实施例中喷嘴的剖视图。
图7是本发明一较佳实施例中定心套的结构示意图。
图8是本发明一较佳实施例中保护罩的剖视图。
图中，100、上枪体；110、绝缘体；120、下枪体；130、喷嘴；200、进气孔；210、导气孔；220、出气孔；230、环形腔室；300、进粉孔；310、导粉孔；320、出粉孔；330、环形槽；400、第二进气孔；410、第二导气孔；420、出气腔室；500、第一进水孔；510、第一出水孔；520、第一容纳腔；530、第二进水孔；540、第二出水孔；550、半圆孔；560、锥形槽；570、第三进水孔；580、第三出水孔；590、第三容纳腔；600、安装套；610、安装孔；700、钨针；800、钨针夹头；820、紧定螺钉；900、定心套；910、导气槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图8所示，本发明为一种粉末等离子堆焊内孔枪，其包括轴向设置的上枪体100、下枪体120以及保护罩，其中上枪体100和下枪体120相连，保护罩螺纹连接于下枪体120的下端。
如图1、图2以及图3所示，在上枪体100和下枪体120之间设置有绝缘体110且上枪体100和下枪体120的分别螺纹连接于绝缘体110的两端，在绝缘体110内设置有钨针且钨针的下端穿设于枪体和保护罩内，在下枪体120的下端螺纹连接有喷嘴130且喷嘴130位于下枪体120和保护罩之间。
在上枪体100的中部设置有安装套600，在安装套600上开设有安装孔610且在安装孔610内开设有钨针夹头800，上述钨针700的上端穿设于钨针夹头800内，钨针700的下端穿过上枪体100和绝缘体110并穿设于导气孔210内。
优选地，在钨针夹头800的下端设置有多个夹片，相邻两个夹片之间形成有间隙，钨针700位于钨针夹头800内并能被夹片夹住，使得钨针夹头800能带动钨针700在安装孔610内轴向移动，保证钨针700的安装位置能根据实际使用需要进行适应性调节。
进一步地，在安装孔610内还设置有紧定螺钉820，钨针700的装配过程如下：钨针700的前端依次穿过钨针夹头800和安装套600并穿设于下枪体120上，钨针700的后端卡设于钨针夹头800内，旋紧紧定螺钉820能使在钨针夹头800在在安装孔610内轴向向下移动，各夹片均向中心收缩从而夹片能夹紧钨针700，避免钨针700在轴向方向上发生移动而影响本发明正常工作。
如图1、图2、图3以及图7所示，在上枪体100的外表面上开设有用于流通离子气体的进气孔200，在下枪体120的中部开设有与进气孔200相通的导气孔210，并且导气孔210的下端延伸至喷嘴130内且喷嘴130内开设有贯穿喷嘴130的出气孔220，上述出气孔220与导气孔210相通，离子气体能由进气孔200导入并通过导气孔210导入至喷嘴130内，最后通过喷嘴130上的出气孔220导出。
上述钨针700设置于导气孔210内且钨针700的下端穿设于出气孔220内，在钨针700上还套设有定心套900，定心套900的设置保证了钨针700的轴心线与出气孔220的轴心线同轴设置。
在定心套900的外表面开设有多个导气槽910，导气槽910均匀环绕分布于定心套900的外表面上，当定心套900卡设于导气孔210内时，各导气槽910与导气孔210的内壁均能形成轴向设置的导流腔室，离子气体能通过导流腔室导入出气孔220内。
在定心套900和导气孔210的内壁两者之间能形成有多个导流腔室，从而会产生靠近导气孔210一侧的导流腔室和远离导气孔210一侧的导流腔室内的离子气体分布不均的技术问题，为了解决这一技术问题，在绝缘体110靠近上枪体100一侧形成有环形腔室230，同时上述进气孔200和导气孔210均与环形腔室230相通，从而等离子气体从进气孔200导入至环形腔室230并能在环形腔室230内均匀分布，最后等离子气体能通过各导流腔室均匀导入至出气孔220内，提高了等离子气体的流通效率
上述进气孔200、环形腔室230、导流腔室、导流孔以及出气孔220依次连通并形成所述的等离子通道，该等离子通道用于输送等离子气体。
如图1至图7所示，在下枪体120的外表面上开设有进粉孔300，在下枪体120内开设有与进粉孔300相通的两导粉孔310，两导粉孔310的下端均延伸至喷嘴130上并在喷嘴130上开设有与两导粉孔310一一对应的两出粉孔320，合金粉末能由进粉孔300导入至下枪体120内并通过两导粉孔310分别导入至两出粉孔320内，两出粉孔320的设置使得合金粉末能均匀覆盖于零件表面，提高了合金粉末覆盖的均匀性。
优选地，上述进粉孔300的轴心线与下枪体120的轴心线垂直，导粉孔310的轴心线与下枪体120的轴心线平行，同时在下枪体120的上端面上开设有与进粉孔300相通的环形槽330，上述两出粉孔320均开设于环形槽330上，出粉孔320与环形槽330相通，合金粉末通过进粉孔300导入至环形槽330内并能在环形槽330内均匀分布，最后通过导粉孔310导出至出粉孔320上，这样设计保证了合金墨粉在下枪体120内不会发生堵塞现象。
进一步地，上述两出粉孔320对称设置于喷嘴130的两侧且两出粉孔320的轴心线与喷嘴130的轴心线成一定角度，使得两出粉孔320导出的合金粉末能交叉覆盖至零件表面，从而保证了合金粉末覆盖的均匀性，提高了加工完成后的零件表面耐磨损、耐腐蚀性能并延长零件的使用寿命；同时，该出粉孔320的倾斜设置能使出粉孔320不易发生堵粉现象，具有提高本发明的工作效率并延长使用寿命的效果。
上述进粉孔300、环形槽330、两导粉孔310以及两出粉孔320依次连通形成上述粉末通道，该粉末通道用于将粉末合金均匀覆盖至整个零件表面。
如图1至图7所示，在下枪体120的外表面上开设有贯穿下枪体120的第二进气孔400且在下枪体120上开设有与第二进气孔400相通并轴向设置的第二导气孔410，同时由于上述喷嘴130和保护罩两者隔开从而在喷嘴130和保护罩之间形成有出气腔室420，上述第二导气孔410下端延伸至出气腔室420，保护气能由第二进气孔400导入并通过第二导气孔410导入至出气腔室420内，最后保护气能顺着出气腔室420导出，使得保护气能覆盖于零件表面保证零件在加工过程中不易被氧化。
上述喷嘴130靠近保护罩一侧开设有第一环形锥面，在保护罩上开设有与第一环形锥面对应的第二环形锥面，第一环形锥面、第二环形锥面以及下枪体120能合围而成出气腔室420，同时由于第一环形锥面和第二环形锥面两者平行，使得出气腔室420内的间距处处相等，保证了保护气由出气腔室420导出的均匀性。
上述第二进气孔400、第二导气孔410以及出气腔室420依次连通而形成上述保护气通道，该保护气通道用于将保护气均匀包覆于整个零件表面。
如图1至图3所示，在上枪体100的外表面开设相通的第一进水孔500和第一出水孔510，上枪体100与安装套600之间形成有第一容纳腔520，冷却水能由第一进水孔500导入至第一容纳腔520内并通过第一出水孔510导出。
在工作过程中，钨针700产生能热量能通过钨针夹头800传递至传动套上，当冷却水由第一进水孔500导入至第一容纳腔520并通过第一出水孔510导出，冷却水在第一容纳腔520内循环能带走安装套600上的热量，从而冷却水能通过安装套600间接带走钨针700工作所产生的热量，保证钨针700的温度控制在一定范围，提高了钨针700的使用寿命。
如图1至图6所示，在下枪体120上开设有相通的第二进水孔530和第二出水孔540，在下枪体120上开设有轴向设置且贯穿下枪体120的两半圆孔550，其中一半圆孔550与第二进水孔530相通，另一半圆孔550与第二出水孔540相通，在喷嘴130上开设有与两半圆孔550均相通的锥形槽560，两半圆孔550和锥形槽560形成有第二容纳腔。
冷却水由第二进水孔530导入至第二容纳腔，同时由于两半圆孔550只能通过锥形槽560间接相通，从而冷却水在第二容纳腔内循环一周后才能由第二出水孔540导出，延长了冷却水在第二容纳腔内的与下枪体120和喷嘴130的接触面，提高了下枪体120和喷嘴130的冷却效果。
上述第一容纳腔520内的冷却水能冷却钨针700的上端，第二容纳腔内的冷却水能冷却钨针700的中部，从而第一容纳腔520和第二容纳腔内的冷却水能实现钨针700的整体冷却，避免钨针700出现温度过高现象的产生，延长了使用寿命。
如图8所示，在保护罩上开设有第三进水孔570和第三出水孔580，在保护罩内开设有与第三进水孔570和第三出水孔580相通的第三容纳腔590，冷却水由第三进水孔570导入至第三容纳腔590内并通过第三出水孔580导出，提高保护罩的冷却效果。
本粉末等离子堆焊内孔枪的工作原理如下：
先往冷却水通道内通入冷却水，为上枪体100、下枪体120以及保护罩提供工作时的低温环境。
往保护气通道内通入保护气体对整个下枪体120进行气体保护，然后将等离子气通道内通入等离子气体，使整个枪体处于引弧前的气体准备阶段。
往粉末通道内通入合金粉末，最后开启电源，使钨针700上形成电极，最后打开引弧开关，继而完成焊枪堆焊前的准备工作。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，包括：
上枪体；
下枪体，其设置于上枪体的下方；
保护罩，其螺纹连接于下枪体上；
等离子通道，其从上枪体的外表面穿入并由下枪体的下端导出，所述等离子通道位于上枪体和下枪体的中心；
钨针，其上端固定于上枪体上，钨针的下端穿设于等离子通道内；
保护气通道，其从下枪体的外表面穿入并由下枪体导入至保护罩内；
粉末通道，其从下枪体的外表面导入并由下枪体的下端导出，所述粉末通道为两条，两条粉末通道分别设置于等离子通道两侧；
冷却水通道，其分别设置于上枪体、下枪体以及保护罩上，所述冷却水通道用于冷却水的流通。
2.根据权利要求1所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在下枪体的下端设置有喷嘴且喷嘴位于下枪体和保护罩之间，所述等离子通道穿过下枪体并通过喷嘴导出，保护气通道的出口位于喷嘴和保护罩两者隔开所形成的间隙内，两粉末通道均贯穿喷嘴且两粉末通道的出口分别设置于等离子通道的两侧，在喷嘴内开设有与下枪体相通的冷却水通道。
3.根据权利要求2所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在上枪体的外表面开设有进气孔，在下枪体上的中部开设有与进气孔相通的导气孔，导气孔向下延伸至喷嘴且在喷嘴上开设有与导气孔相通并贯穿喷嘴的出气孔，所述进气孔、导气孔以及出气孔三者连通并形成所述的等离子通道。
4.根据权利要求1或3所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在下枪体的外表面上开设有进粉孔，在下枪体内开设有两个与进粉孔相通的导粉孔，在下枪体内开设有与进粉孔相通的环形槽，两导粉孔均位于环形槽内并与环形槽相通，在喷嘴上开设有与两导粉孔一一对应的两出粉孔，进粉孔、导粉孔以及出粉孔三者相通并形成所述的粉末通道。
5.根据权利要求4所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，两出粉孔分别设置于喷嘴的两侧且两出粉孔的轴心线均与喷嘴的轴心线成一定角度。
6.根据权利要求1所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在下枪体的外表面上开设有第二进气孔且在下枪体上开设有与第二进气孔相通的第二导气孔，喷嘴和保护罩两者隔开形成有出气腔室，第二导气孔的出口延伸至出气腔室内，第二进气孔、第二导气孔以及出气腔室三者相通并形成所述的保护气通道。
7.根据权利要求1所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在上枪体、下枪体以及保护罩上分别开设有相通的进水孔和出水孔。
8.根据权利要求1所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在上枪体和下枪体之间设置有绝缘体，上枪体和下枪体分别螺纹连接于绝缘体的两端，在绝缘体和上枪体两者之间形成有环形腔室，所述进气孔和导气孔均与环形腔室相通。
9.根据权利要求8所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在上枪体上设置有安装套，在安装套内开设有安装孔且在安装孔内设置有钨针夹头，钨针的上端卡设于钨针夹头上，钨针的下端穿过上枪体和绝缘体并穿设于导气孔内。
10.根据权利要求9所述的一种粉末等离子堆焊内孔枪，其特征在于，在钨针上套设有定心套，在定心套的外表面均匀环绕且轴向开设有多个导气槽，当定心套安装于导气孔内时，导流槽和导气孔的内壁合围而形成有导流腔室，所述导流腔室的两端分别与环形腔室和出气孔相通。
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